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【DP】组合数字

Password Attacker

题意就是给 M 个关键字,组合成 N 字符长度的结果,每一个关键字都必须在 N 位的字符中出现,有多少种可能结果。

范围 1 ≤ M ≤ N ≤ 100.

举例假设 M = 3(key = 3, 7, 5)  N = 4 位字符长度

结果可以为3577, 3557, 7353, 5735.

下面的结果是不合法的

1357 // 1 没有在key中,不是合法关键字

3355 // 7 是关键字,但是结果中没有出现

357 // 结果必须是一个4位长度

思路1:

设立状态dp(i, j)表示在 M 个关键字中取前 i 个不同关键字,组成长度为 j . 所有结果总和

划分子问题

1. i == j 时候, 取前 i 个Key组成长度为 i ,结果为

2. i < j 时候,考虑dp(i-1, k),选去第 i 个元素j-k次,第i个元素与前i-1个元素不同,把这j-k个第i个元素插入到已有长度k的序列中,就可以转移到dp(i, j)

3. i > j, 不考虑

那么对于2,如何插入?

已有的 k 个元素有 k+1 个位置可以进行插入,问题就是把 j-k 个元素插入到 k+1 个桶中有多少种结果?

表示第 i 个桶,那么问题就等价于的所有非负整数解。

我们把两边同时加上k+1,变成 的所有正整数解。

相当于给j+1个1,插入隔板把它们分到k+1个桶中,每个桶要保证至少有一个元素,所以一共有 j 个可以提供插入隔板的位置,总共有k+1个桶,所以需要在这 j 个空隙中选择出k个位置插入隔板就成k+1个桶。

答案为

最后的2,也就等于 

最后的答案就是dp(m, n)

源码如下:

#include <bits/stdc++.h>using namespace std;typedef long long int64;const int64 M = 1000000007LL;const int maxn = 105;int64 C[maxn][maxn];int64 dp[maxn][maxn];void getCombination() {    int n = maxn;    for (int i = 1; i <= n; i++)        C[i][0] = C[i][i] = 1LL;    for (int i = 2; i <= n; i++)    for (int j = 1; j <= i; j++)        C[i][j] = (C[i-1][j-1] % M + C[i-1][j] % M) % M;}int main() {    getCombination();    int t, m, n, cas = 1;    scanf("%d", &t);    while ( t-- ) {        scanf("%d%d", &m, &n);        // init        memset(dp, 0LL, sizeof(dp));        for (int i = 1; i <= n; i++)    dp[1][i] = 1;        for (int i = 2; i <= n; i++)    dp[i][i] = (dp[i-1][i-1] * (int64)i) % M;                for (int i = 2; i <= m; i++)        for (int j = i+1; j <= n; j++)        for (int k = i-1; k <= j-1; k++)            dp[i][j] = (dp[i][j] + (C[j][k] * dp[i-1][k]) % M) % M;                printf("Case #%d: %lld\n", cas++, dp[m][n]);    }    return 0;}

 

 

思路2:

qqz大神,dp(i, j)表示从 M 个元素中随机选取 i 个不同的元素组成 j 的长度的所有结果

划分子问题

1. i == j, dp(i, i) 随机从 M 个元素选取 i 个元素的全排列,为

2. i == 1, dp(1, j) 表示从 M 个元素中随机选取一个重复 j 次,结果为 M

3. i < j , ,

和的第一部分表示在dp(i-1, j-1)基础上,从剩下的M-i+1个数中取1个放到最后组成dp(i, j). 和的第二部分表示从已经选出的i个元素中挑1个放到最后。

 

最后的答案就是dp(m, n)

源码如下:

#include <bits/stdc++.h>using namespace std;using int64 = long long;const int64 M = 1000000007LL;int64 dp[105][105], A[105][105];void initA() {    for (int i = 1; i <= 100; i++) {        A[i][0] = 1;        for (int j = 1; j <= i; j++)            A[i][j] = ((i-j+1) * A[i][j-1]) % M;    }}int m, n;int64 f(int i, int j) {    if (dp[i][j] != -1) return dp[i][j];    if (i == j) return dp[i][j] = A[m][i];    else return dp[i][j] = (((m-i+1) * f(i-1, j-1)) % M + (i * f(i, j-1)) % M ) % M;}int main() {    freopen("A-large-practice.in", "r", stdin);    freopen("a_out.txt", "w", stdout);    int t, cas = 1;    initA();    scanf("%d", &t);    while (t--) {        scanf("%d%d", &m, &n);        for (int i = 1; i <= m; i++)        for (int j = 1; j <= n; j++)            dp[i][j] = -1;        for (int i = 1; i <= n; i++) dp[1][i] = m;        printf("Case #%d: %lld\n", cas++, f(m ,n));    }    return 0;}

【DP】组合数字